李九乾
四川省交通勘察设计研究院有限公司 ,四川 成都 610017
摘要：龙坡山滑坡位于夹江县木城镇青衣江右岸，在连续降雨后发生顺层滑动，滑动距离约30m，滑动后得滑坡体仍保留有类似基岩的层状结构，滑坡规模约56万立方米。通过钻探、调查、试验等手段，查明滑坡的规模和特征，研究了其形成机制，并进行了稳定性分析，对相关的滑坡分析有参考价值。
关键词：缓倾角顺层滑坡；机制分析；裂隙水作用
1 概况
龙坡山滑坡位于夹江县木城镇青衣江右岸，国高网乐雅高速从滑坡后缘以路堑形式通过，建设期间为查明对工程的影响，进行了专项勘察。
据调查，滑坡在勘察期间基本处于稳定状态，滑坡体尚保留有部分原岩的层状结构，该滑坡的发生时间为民国5年（1916年）夏天的某个晚上，滑坡体上的房子未倒塌，只是已经滑动到青衣江边上，滑动前当地经过3天的连续降雨。
2 地质背景
滑坡位于四川盆地浅丘区，前缘紧邻青衣江，地形较舒缓，地面绝对高程420～470m，相对高差约50m。滑坡区出露和钻孔揭露地层主要为第四系全新统滑坡堆积层（Q4del）和白垩系下统灌口组下段（K1g1）。
滑坡堆积层（Q4del）：可分为滑体和滑带。①滑体：主要为块石土和未完全解体的粉砂质泥岩岩体组成，结构松散，其孔隙之中局部为粉质粘土和角砾充填。未完全解体的粉砂质泥岩岩体上可见鼓胀裂隙，部分保留原岩结构，但其产状较混乱，与母岩的产状大体相似而不同，厚度为9.0～18.0m。②滑带：主要成分为含角砾粘土，紫红色~浅紫色，呈软～可塑状，粘粒含量高，有滑腻感，粘性极强，包含物为砾石，磨圆度好，在砾石上可见清晰的擦光面，厚度为0.30～0.60m。
白垩系下统灌口组下段（K1g1）：主要为粉砂质泥岩，紫红色，泥质胶结，中厚层状，岩质软弱，岩体中裂隙发育不均匀，陡倾角裂隙较发育，裂面较平，裂面被黑色矿物浸染。局部发育顺层面的软弱夹层，泥化现象明显。
滑坡区大地构造部位为扬子准地台之川西台坳，处于尖尖石反“S”形背斜北东翼，岩层倾角较缓，岩层产状20°∠9°，倾向与坡向一致，区内未见有大的断裂，但节理较发育，主要发育有三组：①产状318°∠86°，裂面舒缓波状，延伸长度约2～3m，节理间距0.3～1.0m；②产状33°∠76°，裂面舒缓波状，延伸长度约2～3m，节理间距0.5～1.0m；③产状290°∠64°，裂面平直，延伸长度约1～3m，节理间距0.01～0.05m。前两组在区内均有分布，第三组分布于滑坡后缘陡壁处，形成节理密集带。在滑坡后缘，可见沿节理追踪形成的卸荷裂隙，张开度约0.5～2cm。
滑坡场址的地震动峰值加速度0.10g。
滑坡区未见地下水出露点，钻探过程中发现有岩体裂隙水。其地下水类型为HCO3—Ca+型水，对混凝土具微腐蚀性
3 滑坡特征
据调查，该滑坡系1916年连续三天暴雨后形成的基岩滑坡，长度约300m，宽度约120～180m，影响面积约4.8万m2，滑坡体厚度一般9～18m，其中滑坡体后缘稍薄，约3～5m，体积约56万立方米。滑坡后缘有明显的拉陷槽，虽经当地居民耕地平整，仍可观察拉陷槽宽度约30m。（滑坡结构见图3-1）
滑坡后缘见较平直的陡壁，高度约8～10m，部分尚无植物生长，土色略新，后缘左侧尚可见与母岩脱开的小丘，由未完全解体的粉砂质泥岩组成；中部至前缘可见三个不连续的小丘，均为未完全解体的粉砂质泥岩岩体组成，部分保留原岩结构，但其产状较混乱，与母岩的产状不同，其上可见张裂隙，宽度可达2～5cm，无充填，鼓丘之间形成似鞍形的凹地；前缘临青衣江，为青衣江的冲刷岸，受江水冲刷形成陡坎。据调查，该滑坡滑动时，滑坡体中前缘有一座木结构房子，滑动前位于山坡之上，滑动后已经到达青衣江边，但房屋完好无损，连屋后的水坑也未见有破坏。
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图3-1 滑坡地质剖面
4 形成机制分析
滑坡形成内在因素：滑坡区的出露地层为白垩系下统灌口组下段（K1g1）的粉砂质泥岩，局部夹泥质粉砂岩，岩层产状和坡向基本一致，岩层倾角9°，为正向缓顺层斜坡。据钻探揭露，斜坡岩体中沿层面发育有连续性不等的泥化软弱结构面。边坡前缘为青衣江的冲刷岸，受江水冲刷形成陡壁，使得岩层具有良好的临空条件。斜坡岩体发育有三组陡倾裂隙，并在滑坡体后缘附近发育有节理密集带。
滑坡形成的外部触发因素：据调查，1916年雨季滑坡发生前有连续三天的暴雨过程。
形成机制分析：连续的暴雨使得地下水沿裂隙渗入，并沿层面下渗，逐渐形成一个连续贯通的软弱夹层；雨水沿节理和裂隙突然楔入，使得裂隙水压力剧增，整个坡体在裂隙水压力的作用下沿软弱夹层突然滑动，形成滑坡。
综合分析滑坡内外因素，该滑坡属典型的软弱结构面+裂隙水压力耦合作用的缓倾角顺层滑坡。
5 稳定性分析
5.1 定性评价
据调查，滑坡体上现有七座民房，有砖混结构和砖木结构两种，其中有一座两层砖混结构的楼房，均为滑坡形成后所修建，但房屋均未见有变形和破坏的痕迹，滑坡体也未出现活动迹象，滑坡体中部有水泥公路经过，公路上也未见有变形、破坏的痕迹，说明该滑坡在天然状态下处于稳定状态。
高速公路从滑坡体中后缘以挖方形式通过，对滑坡主滑块而言，相当于削坡减载，不会对滑坡的稳定性产生不利影响；对于次滑块，边坡开挖对该段基本无影响，其稳定性在开挖前后基本无变化。
5.2 定量评价
滑坡边界条件：
根据现场调查明确滑坡的边界、滑坡的主滑方向，据钻探查明滑坡体的厚度、滑面的位置及地下水位，并取样进行室内试验。
根据取样试验，滑坡体综合容重取为：天然状态：γ＝22.0kN/m。饱和状态：γ＝23.0kN/m。
试验获取的滑带土剪切试验离散性较大，不具有代表性，不能直接作为滑坡稳定性计算指标。故该滑坡稳定性计算的滑带土参数取值，在参考试验数据的基础上，恢复原地面（据滑坡滑动已经百年，故恢复原地面有一定误差），并综合考虑裂隙水压力的作用，采用传递系数法进行了反算。滑坡暴雨状态下稳定系数按照K＝0.98~1.0，反算得到暴雨状态下滑面的抗剪强度指标，并结合工程地质类比和参照试验成果，天然状态下的滑带土剪切参数进行适当提高，最终确定滑面的抗剪强度指标为：
天然状态：c＝16kPa φ＝13°
饱和状态：c＝12kPa φ＝10°。
滑坡稳定性计算：
高速公路从滑坡中后缘以挖方路堑形式通过，本次计算对滑坡开挖前、后的稳定性分别进行计算，按照初拟开挖断面，开挖后，路线将滑坡体一分为二，故对开挖后内、外侧滑坡体的稳定性分别计算（见图5.2-1）。考虑到滑坡的已滑动脱离基岩山体，不再具备短时间裂隙水压力急剧上升的条件，其稳定性计算不再考虑裂隙水压力的影响，仅考虑滑面软化的影响。
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图5.2-1 龙坡山滑坡计算剖面
鉴于工程区的地震动峰值加速度为0.1g，且滑坡形成时曾连续三天暴雨，故对该滑坡的计算工况采用天然状态、地震和暴雨三种。
本次计算采用传递系数法，其计算平衡方程为：
（5.2-1）
（5.2-2）
Fi：编号为i的条块剩余下滑推力；
Wi：条块的重量，；
Qi：编号为i的条块水平力合力（包括条块左右边界的空隙压力、地震力等水平荷载）；
i：编号为i的条块底面倾角；
ci、fi：编号为i的内聚力和内摩擦力；
K：待求的稳定系数；
Ui：编号为i的条块底面空隙压力；
式5.2-1中右边第一项表示本条的下滑力，第二项表示本分条的抗滑力，第三项表示上一分条传下来的不平衡下滑力的影响。
式5.2-2为传递系数计算公式。
计算结果见表5.2-1
表5.2-1 龙坡山滑坡稳定性计算成果表
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计算结果表明，开挖前该滑坡天然工况下处于稳定状态，在发生地震时处于基本稳定状态，在连续暴雨时处于基本稳定状态；开挖后内侧滑坡体在天然、发生地震或暴雨时均处于整体稳定状态，仅可能产生局部坍塌，对内侧边坡适当放缓，进行护坡+截排水措施处理即可；开挖后外侧滑坡体在天然工况及地震工况下处于稳定状态，在连续暴雨工况下将处于基本稳定状态，但其安全储备尚不足，不满足高速公路安全性要求其一旦产生破坏，可考虑在滑坡体上设置坡体排水措施，提高滑坡的安全储备。
6 结论
该滑坡为内外应综合作用下形成的，为典型的软弱结构面+裂隙水压力耦合作用的缓倾角顺层滑坡。
滑坡滑动后，随着裂隙水压力的消失，滑坡已基本不再具备再次启动的条件。
高速公路从滑坡中后部已路堑形式通过，公路开挖对滑坡的稳定性未造成恶化，但安全储备不足，需采取一定工程措施提高安全储备，使之符合规范的安全性要求。
参考文献：
[1]中交第一公路勘察设计研究院有限公司. JTG C20-2011公路工程地质勘察规范 [S]. 北京：人民交通出版社，2011.
[2]中交第二公路勘察设计研究院有限公司. JTG D30-2015公路路基设计规范 [S]. 北京：人民交通出版社，2015.
[3]肖尚德等. 恩施盆地红层边坡变形破坏模式研究[J]. 工程地质学报，2016,06:1080-1087.
[4]程强等. 典型红层软岩软弱夹层剪切蠕变性质研究[J]. 岩石力学与工程学报，2009,05（28 增1）:3176-3180.
作者简介：李九乾，男，43岁，高级工程师，硕士，注册土木工程师（岩土），长期从事公路、水运等交通建设项目地质勘察工作
工作单位：四川省交通勘察设计研究院有限公司